“幾分歡喜幾分愁”EDA供應(yīng)商面對多核設(shè)計(jì)

試圖使現(xiàn)有EDA軟件線程化是一種“虧本行為”，因?yàn)樗鼈冏疃嘀荒芘c三或四個處理器一起工作，CLK公司的Katz表示。“確實(shí)需要一項(xiàng)全新的開發(fā)項(xiàng)目來建立線程化架構(gòu)。”他指出，“這真的是件非常難的事。”但其回報(bào)很豐厚：CLK公司的Amber據(jù)稱能利用多達(dá)64個處理器獲得接近線性的加速。

Extreme DA公司的行銷總監(jiān)Graham Bell表示，在把EDA軟件用到多核CPU上時，存儲器和數(shù)據(jù)管理將是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。“采用全局變量、不區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)和執(zhí)行代碼的編程風(fēng)格，使得改寫任務(wù)即使能實(shí)現(xiàn)也是極度困難。”他表示。

如果負(fù)載劃分不合適，Nascentric公司的Croix指出，通信開銷將抵消掉并行機(jī)制所帶來的好處。

AuSim MT是為實(shí)現(xiàn)多線程處理而從頭開始設(shè)計(jì)的工具。Nascentric公司使用了“幾乎完全遵守編碼指南的”面向?qū)ο蟮木幊谭椒?，Croix透露。

不僅僅針對新創(chuàng)企業(yè)

大型EDA供應(yīng)商們承認(rèn)多核帶來挑戰(zhàn)，但同時表示他們正在取得良好進(jìn)展。事實(shí)上，Mentor Graphics公司相信它的Calibre是全球最早的多線程EDA產(chǎn)品之一。Calibre技術(shù)行銷經(jīng)理John Ferguson表示，“多核是市場的發(fā)展趨勢，我們相信在部署能充分發(fā)揮多核架構(gòu)優(yōu)勢的產(chǎn)品方面，Mentor公司走在了前列。”

“不做多核就會被淘汰。”Magma公司物理驗(yàn)證事業(yè)部總經(jīng)理John Lee說道，“英特爾和AMD也不再繼續(xù)提高時鐘周期，而是增加更多的內(nèi)核。如果你的產(chǎn)品不能充分發(fā)揮多核帶來的優(yōu)勢，那么你只能用到芯片的一半或四分之一性能。”

Magma公司最新推出的物理驗(yàn)證工具Quartz DRC從一開始就支持分布式處理，但它并沒有增加多線程功能，而是采用了稱作“流式數(shù)據(jù)流”的架構(gòu)。

“這種架構(gòu)非常有利于多核應(yīng)用，因?yàn)槟憧梢允箶?shù)據(jù)從一個內(nèi)核流向另一個內(nèi)核，而無需退到主存儲器或磁盤。”Lee指出。EDA軟件傳統(tǒng)上是采用一種“數(shù)據(jù)庫”架構(gòu)把大量數(shù)據(jù)載入內(nèi)存，這樣做很不靈活，他解釋道。

與Magma的數(shù)據(jù)流架構(gòu)相比，多線程在細(xì)顆粒度并行處理方面的能力要稍弱些，Lee指出。盡管如此，Magma公司在具有多核功能的快速Spice仿真器FineSim中，還是采用了多線程技術(shù)。

Cadence公司支持多線程技術(shù)的工具有Encounter RTL Compiler全局綜合、First Encounter、Space-Based Router、NanoRoute和Chip Optimizer。不管是在多CPU工作站還是在多核CPU上，這些工具都能正確運(yùn)行，Vucurevich指出。其中大多數(shù)工具還能運(yùn)行于分布式網(wǎng)絡(luò)。

Chip Optimizer和Space-Based Router是最新的軟件工具，完全根據(jù)多線程技術(shù)要求而設(shè)計(jì)。不過它們需要依賴于不具備線程安全性的OpenAccess數(shù)據(jù)庫，Vucurevich 表示。Encounter RTL Compiler已經(jīng)針對多線程進(jìn)行了改寫。雖然該工具只有特定部分能實(shí)現(xiàn)多線程，但是這倒不是什么大問題，Vucurevich補(bǔ)充道。

“最徹底、也最具風(fēng)險(xiǎn)性的方法，就是針對多核處理重構(gòu)應(yīng)用軟件。”vucurevich表示，“人們都不愿意冒險(xiǎn)，即使某款應(yīng)用軟件的市場反應(yīng)很好。這也是為什么人們注重方法實(shí)效的原因。”

新思公司的Galaxy IC實(shí)現(xiàn)平臺內(nèi)的多種工具采用了多線程、分割、并行處理或分布式處理等方法，新思公司IT高級總監(jiān)Hasmukh Ranjan指出。例如，PrimeTime時序分析儀可以使用跨越多個CPU的并行處理，來分析不同的時序和信號完整性。HSpice電路仿真器也具有多線程處理能力。

“新思公司的所有研發(fā)小組都在從事某種多核工作。”Ranjan說，“EDA工具肯定會向多核發(fā)展，因?yàn)槲磥砟柖傻膬?yōu)勢不是來自同質(zhì)多核，就是來自具有特殊處理器的多核。”

不過Ranjan也指出，許多EDA工具要求訪問存儲器中的全芯片數(shù)據(jù)庫。由于存儲器訪問帶寬的限制，在多核處理器上運(yùn)行軟件可能導(dǎo)致性能下降。因此，對處理器供應(yīng)商來說，改進(jìn)總線架構(gòu)、緩存容量和存儲速度尤其重要。

“如果這些方面沒有改進(jìn)，數(shù)據(jù)瓶頸將抵消新增內(nèi)核所帶來的優(yōu)勢。”Ranjan表示。